日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（產(chǎn)總研）于10月15日發(fā)表，其研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出一種自立型“鈀/多孔質(zhì)鎳復(fù)合氫分離膜”。該膜采用全電鍍工藝制成，鈀層厚度約1.5微米，在400攝氏度、差壓0.75兆帕（約7.5個(gè)大氣壓）的條件下，有效直徑7.1毫米的膜可實(shí)現(xiàn)每分鐘超過(guò)150立方厘米的氫氣流量，兼具高耐壓性與高氣密性。

高純度氫氣制備需依賴高效分離技術(shù)。鈀膜雖具備選擇性透過(guò)氫氣的特性，但貴金屬成本高昂，薄膜化易因兩側(cè)壓差導(dǎo)致破損，低成本與高可靠性難以兼顧一直是行業(yè)難題。傳統(tǒng)方案多采用陶瓷或不銹鋼等多孔質(zhì)支撐體，但成膜工藝復(fù)雜且易產(chǎn)生缺陷。

針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)將鈀薄膜與多孔質(zhì)支撐體結(jié)合為復(fù)合結(jié)構(gòu)。由多孔質(zhì)支撐體提供機(jī)械強(qiáng)度并保障氣流通道，極薄的鈀層負(fù)責(zé)選擇性透過(guò)。此次開(kāi)發(fā)的自立型復(fù)合膜通過(guò)精密控制電鍍參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同金屬層的連續(xù)沉積。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用孔隙率約30%的多孔質(zhì)鎳支撐體的膜片，在氦氣泄漏測(cè)試中未出現(xiàn)明顯漏氣，維持了高度氣密性。相較于產(chǎn)總研此前研發(fā)的5微米單層純鈀膜（在0.3兆帕差壓下即發(fā)生破損），新膜厚度不足其三分之一，耐差壓能力卻提升兩倍以上，達(dá)到0.75兆帕仍保持結(jié)構(gòu)完整。

該膜的制備工藝為先在平滑不銹鋼基板上電鍍致密鈀層，隨后疊層多孔質(zhì)鎳支撐體，Zui后剝離基板形成一體化自立膜。全電鍍制程不僅可精準(zhǔn)調(diào)控膜厚與析出量，還具備平面化連續(xù)加工優(yōu)勢(shì)，僅需擴(kuò)大基板尺寸或電鍍槽即可輕松實(shí)現(xiàn)大面積化，具備明確的量產(chǎn)潛力。

相關(guān)成果已發(fā)表于國(guó)際期刊《International Journal of Hydrogen Energy》。研究團(tuán)隊(duì)下一步將開(kāi)展接近實(shí)際工況的混合氣體分離性能測(cè)試，評(píng)估共存氣體影響及長(zhǎng)期運(yùn)行耐久性，并持續(xù)優(yōu)化膜結(jié)構(gòu)與制造工藝，以推動(dòng)該材料在實(shí)際氫純化裝置與膜反應(yīng)器中的應(yīng)用。

資料來(lái)源：TECH+（テックプラス）；原文發(fā)布日期：2026-10-25。本文為資料編譯。